O-Ring Qualitätskontrolle: Prüfung und Maße

Warum die Qualitätskontrolle von O-Ringen entscheidend ist

Anwender legen immer mehr Wert auf die sorgfältige Auslegung von O-Ring-Abdichtungen. Sie prüfen die Betriebsbedingungen, wählen einen geeigneten Werkstoff in den richtigen Abmessungen aus und montieren den O-Ring beschädigungsfrei. Damit sind die wichtigsten Vorkehrungen für eine zuverlässige Dichtung getroffen. Eine Größe bleibt jedoch oft unbeachtet: die Qualität der O-Ringe selbst.

Globale Beschaffungsmärkte und der erhebliche Einfluss von Rezepturen und Produktionsprozessen auf die Leistungsfähigkeit sorgen für Unsicherheit. Niedrige Preise und wenige objektive Differenzierungsmerkmale führen dazu, dass der Preis die Einkaufsentscheidung dominiert. Ein zu geringer Fokus auf die Qualität birgt seine Risiken, denn wenn O-Ringe im Betrieb versagen, kann das erhebliche Folgen haben.

• Ganze Produktchargen können kontaminiert werden und müssen entsorgt werden.
• An der Dichtstelle können gefährliche oder umweltschädliche Medien austreten.
• Hinzu kommen mögliche Folgeschäden an Maschinen und Anlagen.

Dass die Haltbarkeit der O-Ringe ein kritischer Faktor ist, zeigt ein Blick auf die Einsatzfelder: Hydraulik, Pneumatik, Schiffbau, Heizungstechnik, Petrochemie, Lebensmittel- und Pharmaindustrie, Automobilbau sowie der allgemeine Maschinen- und Anlagenbau. Eine stabile Produktqualität bildet die Basis für zuverlässige und wirtschaftliche Dichtungen.

Qualitätsbestimmende Eigenschaften

Die Dichtwirkung eines O-Rings ergibt sich vor allem aus der gleichmäßigen Verpressung des runden Querschnitts zwischen den Dichtflächen. Daraus lassen sich bereits Anforderungen an die Maßhaltigkeit und die Oberflächenbeschaffenheit ableiten.

Für eine angemessene Dauerhaltbarkeit muss der O-Ring außerdem ein hohes Rückstellvermögen und eine ausreichende Härte mitbringen. So überbrückt er Veränderungen im Dichtspalt und hält Druckspitzen stand. Hinzu kommt die Beständigkeit gegenüber der Alterung an Luft und gegenüber dem chemischen Angriff der Kontaktmedien.

Aufgabe der Qualitätssicherung ist es, die Abweichungen der fertigen O-Ringe vom definierten Sollzustand zu minimieren. Die Qualitätskontrolle richtet sich dabei gleichermaßen auf verarbeitungsbedingte und rezepturbedingte Mängel.

Relevante Normen und technische Merkmale

Die gängigen Normen für O-Ringe lassen erkennen, welche Eigenschaften besonders wichtig für die Funktion sind. So gibt DIN ISO 3601-1 Sollmaße und zulässige Toleranzen für den Innendurchmesser und den Querschnitt vor. Wie sich diese Vorgaben in Toleranzklassen gliedern, fassen wir unter ISO 3601 zusammen.

Als großer Erfolg gilt die Norm DIN ISO 3601-5 in der Ausgabe von 2015. Sie definiert erstmalig international gültige Materialeigenschaften für Elastomerdichtungen. Die Sollwerte sind dabei an Prüfkörpern und am Fertigerzeugnis spezifiziert. Das ist neu, denn bislang beziehen sich Datenblattangaben vor allem auf Ergebnisse an Prüfplatten. Bedingt durch die Messverfahren können dabei jedoch zum Teil deutliche Abweichungen zu den Eigenschaften der Fertigerzeugnisse bestehen. Worauf Sie bei den Angaben achten sollten, erklären wir unter O-Ring Datenblätter.

Daneben gibt es viele Richtlinien für spezifische Anwendungsbereiche. DIN EN 681 bezieht sich etwa auf vulkanisierte Kautschuke für die Abdichtung von Systemen zur Wasserversorgung. Diese Norm steht stellvertretend für viele Einsatzfelder mit besonderen Anforderungen. Insgesamt lassen sich die Anforderungen in drei Kategorien einteilen:

• Auswahl bestimmter Basiselastomere
• Chemische Beständigkeit
• Mechanische Eigenschaften

Qualitätsprüfungen stellen sicher, dass die fertigen O-Ringe die jeweils gültigen Anforderungen erfüllen.

Praxisbeispiele für Qualitätsprobleme

Mit der Wahl eines Basispolymers sind die wesentlichen Eigenschaften eines Dichtungswerkstoffs vorgegeben. Jeder Kautschuk bringt sein individuelles Profil in Sachen Temperaturbereich, Medienverträglichkeit und mechanische Eigenschaften mit. Je nach Rezeptur und Verarbeitung kann sich dieses Profil im fertigen O-Ring jedoch unterschiedlich ausprägen. Drei Beispiele zeigen, wie sich solche Faktoren auf die Haltbarkeit auswirken.

Vernetzungsgrad

Bei schwefelvernetzten Werkstoffen lassen sich Schwankungen in der Vulkanisation durch eine thermische Nachbehandlung ausgleichen. Bei einigen NBR-, HNBR- oder EPDM-Compounds gelingt das jedoch kaum. Fluktuationen im Vulkanisationsprozess wirken sich hier direkter auf das Enderzeugnis aus. Eine Untervernetzung führt zu fehlendem elastischem Rückstellverhalten der Dichtung.

Volumenschwund

NBR-O-Ringe mit Härten im Bereich um 70 Shore A können bis zu 20 Prozent Weichmachergehalt aufweisen. Im Einsatz lösen Medien den Weichmacher aus dem Werkstoff heraus. Das Ergebnis ist eine sinkende Verpressung.

Härteschwankungen

Vor allem bei O-Ring-Werkstoffen auf Basis von VMQ stellen Prüflabore Schwankungen bei der Härte fest. Sie ergeben sich oft aus Nachbearbeitungsschritten. Die Härte beeinflusst, wie gut sich der O-Ring an die metallischen Dichtflächen anpasst. Zu weiche O-Ringe sind unter Druck anfällig für die Spaltextrusion.

Praxisgerechte Qualitätssicherung

Die Absicherung der Qualität von Dichtungselementen ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Sie teilt sich in zwei Bereiche.

Der erste Bereich ist die meist einmalige Überprüfung der Werkstoffrezeptur. Sie ist besonders umfangreich und liegt beim Hersteller. Darauf folgen serienbegleitende Prüfungen, die gleichbleibende Produkteigenschaften sicherstellen sollen. Das bezieht sich vor allem auf die Zusammensetzung und die Maßtoleranzen der O-Ringe.

Laborprüfungen bei Hersteller und Händler

Die technischen Möglichkeiten für die Vermessung von O-Ringen und die Prüfung der Werkstoffzusammensetzung haben sich deutlich weiterentwickelt. Sie lassen heute eine deutlich effizientere Qualitätskontrolle zu. Das bezieht sich auf alle relevanten Eigenschaftsfelder: Abmessungen, Oberflächenbeschaffenheit, Langzeitverhalten und Werkstoffeigenschaften.

Besonders im Bereich der Werkstückdimensionen gibt es große Fortschritte. Berührungslose Systeme vermeiden eine Verformung des O-Rings und führen so zu deutlich besseren Ergebnissen. Die optische Messtechnik ist nur ein Beispiel. Wie sich O-Ringe korrekt vermessen lassen, zeigen wir unter O-Ringe messen. Die folgende Übersicht zeigt, dass gängige Laborverfahren ein breites Spektrum an hochwertigem Equipment erfordern.

Mit dem Equipment allein ist es jedoch nicht getan. Zuverlässige Ergebnisse sind ohne das notwendige Knowhow beim Anwender kaum möglich. NH O-RING arbeitet daher mit einem ausgewiesenen Spezialisten zusammen. Das O-Ring Prüflabor Richter nutzt modernste Verfahren, um die Qualität der Produkte sicherzustellen. Hier werden neue Werkstoffe umfassend für den Serieneinsatz qualifiziert. Daneben übernimmt das Labor laufende Prüfungen, um die Serienqualität sicherzustellen. Mit diesem kompetenten Partner stellt NH O-RING sicher, dass ausschließlich einwandfreie Qualität bei den Endkunden ankommt.

Identitätsprüfung im Wareneingang

Die Abnehmer von O-Ringen führen in der Regel eine vereinfachte Identitätsprüfung im Wareneingang durch. Sie besteht meist aus drei Komponenten.

• Dichteprüfung
• Härteprüfung
• Druckverformungsrest

Ziel ist hier vor allem, eine Verwechslung von Werkstoffen in der vorgelagerten Prozesskette auszuschließen. Daneben wenden einige Betriebe auch Zugversuche oder Quellversuche an. Die mechanischen Prüfungen können zudem starke verarbeitungsbedingte Abweichungen zwischen verschiedenen Chargen aufdecken. Hinzu kommen Prüfungen der Maßtoleranzen und der Oberflächenbeschaffenheit.

Fazit: integrierte Qualitätssicherung über die Wertschöpfungskette

Endanwender können sich wirksam gegen die Risiken qualitativ unzureichender O-Ringe schützen. Dazu sollten sie vor allem auf transparente Lieferketten und zuverlässige Partner setzen.

Hersteller und Lieferanten von O-Ringen für den gewerblichen Einsatz führen umfangreiche Qualitätsprüfungen durch, um einen hohen Standard zu halten. Damit nehmen sie ihren Kunden nicht nur das Risiko ab, sie sparen auch Kosten. Denn je stärker Kunden auf die Qualität der gelieferten O-Ringe vertrauen können, desto geringer fällt der Aufwand für interne Prüfungen aus.

Zuverlässige Partner vorausgesetzt, bringt ein schlanker Prozess im Wareneingang ausreichende Sicherheit. Wer bei der Beschaffungsentscheidung verstärkt Qualitätskriterien einbezieht, der realisiert insgesamt geringere Kosten.

Häufige Fragen